Siapa yang sangka, bahwa sebagian besar alam semesta terbuat dari sesuatu yang tidak bisa kita lihat? Materi gelap, yang diperkirakan menyusun sekitar 80% dari materi di alam semesta, masih menjadi salah satu misteri terbesar dalam fisika modern. Bahkan, hingga saat ini, para ilmuwan belum memiliki jawaban pasti tentang apa sebenarnya materi gelap itu.

Baru-baru ini, seorang fisikawan bernama Profumo, yang berbasis di AS, telah mengeluarkan dua ide baru yang bisa memberikan perspektif baru terhadap informasi yang sudah ada mengenai materi gelap. Dalam sebuah studi yang dipublikasikan pada 8 Juli 2025 di Physical Review D, Profumo mengusulkan sebuah gagasan menarik bahwa materi gelap mungkin berasal dari 'dunia bayangan' yang mencerminkan dunia kita.

Di dunia bayangan ini, bisa jadi terdapat versi gelap dari partikel seperti quark dan gluon, yang saling menempel untuk membentuk partikel berat, mirip dengan yang kita temui dalam atom di alam semesta kita. Dalam fase awal alam semesta, partikel gelap ini mungkin telah berkumpul di bawah pengaruh gravitasi untuk membentuk lubang hitam yang stabil dan sangat kecil, atau objek serupa yang tidak bereaksi dengan materi biasa atau cahaya tetapi hanya dengan gravitasi, membuatnya tak terlihat namun tetap mampu membentuk struktur alam semesta.

Profumo menjelaskan bahwa gagasan ini bisa menjelaskan semua materi gelap yang diyakini ada tetapi belum dapat dideteksi oleh para ilmuwan. Ini adalah pengembangan dari teori 'materi cermin' yang telah ada selama bertahun-tahun, yang menyatakan mungkin ada alam semesta paralel yang berjalan bersamaan dengan kita, terdiri dari partikel dan fisika yang serupa, tetapi sepenuhnya tersembunyi, kecuali untuk efek gravitasi kecil yang bisa kita amati.

Studi lain yang diterbitkan pada bulan Mei di Physical Review D oleh Profumo juga mengusulkan ide yang sama sekali berbeda tentang asal usul materi gelap. Ia menyatakan bahwa materi gelap dapat terbentuk sebagai radiasi dari tepi alam semesta, terutama selama fase ekspansi cepat setelah Big Bang, yang dikenal sebagai fase quasi–de Sitter.

Teori ini menerapkan fisika kuantum pada struktur alam semesta yang sedang mengembang. Ini mengusulkan bahwa partikel materi gelap yang stabil bisa saja 'terkunci' dari panas di cakrawala luar alam semesta, seperti sisa-sisa kosmik yang terjebak selama ekspansi. Bergantung pada bagaimana evolusi alam semesta awal terjadi, partikel-partikel ini bisa memiliki rentang massa yang luas, dari yang sangat kecil hingga yang sangat berat, mendekati skala Planck.

Menariknya, teori ini tidak memerlukan materi gelap untuk berinteraksi dengan apapun dari Model Standar fisika. Menurut Phys.org, Profumo menyatakan, “Kedua mekanisme ini sangat spekulatif, tetapi mereka menawarkan skenario yang terhitung dan mandiri yang tidak bergantung pada model partikel materi gelap konvensional, yang semakin tertekan oleh hasil eksperimen yang nihil.”

Ide-ide ini tidak bergantung pada paradigma partikel besar yang lemah (WIMP) yang hingga kini belum terdeteksi, namun berdasarkan prinsip-prinsip fisika yang dikenal dan telah diperluas ke cakrawala baru. Studi di masa depan bisa memperhalus teori-teori ini, karena meskipun salah satu atau kedua ide ini terbukti salah, mereka menunjukkan bagaimana pemikiran inovatif dan fisika yang sudah mapan bisa berkolaborasi untuk menantang asumsi kita dan membawa kita lebih dekat untuk memecahkan teka-teki materi gelap.